Polní operace, jako je každoroční přerýžování chřestových plodin, postřikové operace a sklizeň, mohou vést k postupnému a silnému zhutňování meziložních kol, což vede ke snížení infiltrace a zvýšenému riziku zadržování povrchové vody, vytváření odtoků a erozi půdy.
Projekt financovaný AHDB FV 450 „Chřest: Udržitelné hospodaření s půdou pro dlouhověkost porostu a optimalizaci výnosu“ (01/05/2016 – 31/03/2018), vyvinout a efektivně šířit sadu Best Management Practices (BMP) k prevenci a/nebo nápravě kolového zhutňování a problémů, které způsobuje. Projekt řídil Dr. Rob Simmons z Cranfield Soil and Agrifood Institute, Cranfield University.
Dva replikované polní experimenty byly založeny v dubnu 2016 na farmě Gatsford, Ross-on-Wye, s věcnou podporou Cobrey Farms. BMP zahrnovaly (1) doprovodné plodiny – Žito (Sereale cecale L.), Hořčice (Sinapis alba L.), (2) aplikace meziřádkového povrchového mulče (slámový mulč nebo kompost PAS 100 v kombinaci s mělkým narušením půdy (SSD)) a (3) kombinace konvenčních postupů zpracování půdy (re-rybování (R) a SSD) proti (4) možnost nulové orby. Shallow Soil Disturbance bylo aplikováno pomocí okřídlených radliček v hloubce 0.25 – 0.3 m při ošetření mulčem.
V experimentu 1 (48 experimentálních ploch) byl dopad BMP studován v Gijnlimu, což představuje 70 % sklizně chřestu ve Spojeném království. Experiment 2 porovnával odrůdové rozdíly ve vývoji a architektuře kořenů a distribuci kořenového profilu ovlivněné úpravou podloží pro Gijnlim a Guelph Millennium. Zkušební nastavení je uvedeno níže –
Tabulky 1 – Experiment 1: Popisy ošetření
Různorodost | Popis léčby | Přerybování |
Gijnlim | Companion Crop – žito | R |
Gijnlim | Companion Crop – žito | NR |
Gijnlim | Companion Crop – hořčice | R |
Gijnlim | Companion Crop – hořčice | NR |
Gijnlim | Kompost SSD PAS 100 | R |
Gijnlim | Kompost SSD PAS 100 | NR |
Gijnlim | Straw Mulch SSD | R |
Gijnlim | Straw Mulch SSD | NR |
Gijnlim | SSD na holou půdu | R |
Gijnlim | SSD na holou půdu | NR |
Gijnlim | Konvenční praxe | R |
Gijnlim | Nulové zpracování půdy | NR |
Roční přerýhování (R) nebo nulové hřebenování (NR). Mělké narušení půdy (SSD). Ošetření vytištěná tučně jsou zahrnuta v experimentu 2.
Experiment 2: Popisy ošetření
Různorodost | Popis léčby | Přerybování |
Gijnlim | SSD na holou půdu | R |
Gijnlim | SSD na holou půdu | NR |
Gijnlim | *Konvenční praxe | R |
Gijnlim | Nulové zpracování půdy | NR |
Guelphské tisíciletí | SSD na holou půdu | R |
Guelphské tisíciletí | SSD na holou půdu | NR |
Guelphské tisíciletí | *Konvenční praxe | R |
Guelphské tisíciletí | Nulové zpracování půdy | NR |
Roční přerýhování (R) nebo nulové hřebenování (NR). Mělké narušení půdy (SSD). Ošetření uvedená tučně jsou zahrnuta z experimentu 1.
*Konvenční praxe je definována jako každoroční překopávání bez mělkého narušení půdy aplikovaného na meziřádkové koly.
Byla stanovena kořenová architektura a distribuce kořenových profilů. Kořenová jádra byla odebrána na nulové linii koruny (CZL) mezi dvěma rostlinami v řadě. Také jádra byla následně odebrána mimo CZL, ale v linii s korunou ve vzdálenostech 0.3 m, 0.6 m a 0.9 m (obrázek 1). Kořenová jádra byla vytěžena z následujících hloubek půdy: 0.00 – 0.15 m, 0.15 – 0.30 m, 0.30 – 0.45 m a 0.45 – 0.6 m.
Obrázek 1. Protokol kořenových jader přijatý na zkušebním místě FV 450 / FV 450a.
Dvouletý projekt naznačil silný trend pro kořeny Gijnlim expandovat více do kolotoče než Guelph Millennium, ale nebyly pozorovány žádné významné rozdíly v prostorovém rozložení hustoty kořenové hmoty mezi odrůdami. Omezená sklizeň pro kvantifikaci výnosů ukázala, že přerýhování nesnížilo výnos ani u jedné odrůdy, i když výsledky naznačovaly, že u mladé plodiny a kolesů na středech 1.83 m bylo bezpečné provádět podloží do hloubky 0.3 m tam, kde se pěstuje žito nebo hořčice. byly pěstovány. Existovalo však riziko poškození 2-5 % celkové kořenové hmoty při podloží v kolečkách v hloubce 0.175 cm pro Guelph Millennium a v hloubce 0.3 m pro Gijnlim.
Zdálo se, že doprovodné plodiny žita a hořčice omezují vývoj zásobních kořenů chřestu do hřebenové zóny s menším růstem kořenů na povrchu (< 0.15 m) kol. Ošetření žito/bez mělké půdy bez hřebenu přineslo významně nižší (o 18.9 – 28.5 % nižší) než většina ostatních ošetření. Toto snížení silně kontrastovalo se zjištěními pěstitelů chřestu v Severní Americe.
Vysoké hodnoty odolnosti proti penetraci (PR>3 MPa) a vysoká objemová hustota (BD>1.45 cm-3)
měření byla pozorována v horním podloží v kolesech, která by mohla ovlivnit vývoj kořenů chřestu. Vysoké BD nahrávky byly také pořízeny pro střední vrchní vrstvu půdy. Historicky byly kořeny chřestu pozorovány v půdách s hodnotami PR 1.96 MPa a 2.9 MPa). Dopad vysokých hodnot PR a BD na růst zásobního kořenového systému chřestu a tím i schopnost ukládat rozpustné sacharidy není v současné době znám.
Pokračovací projekt FV 450a (02/04 2018 – 02/04/2021) byl realizován jako doktorandské studium Lucie Maskové pod vedením Dr. Roba Simmonse, Dr. Sarah De Baets a Dr. Lyndy Deeks v Cranfieldu. Toto pokračovalo ve studiu dopadů ošetření FV450 na výnosy, vývoj kořenů a architekturu a také hladiny rozpustných sacharidů v kořenovém systému a dopady na zdraví půdy. Byly vyhodnoceny rozdíly v reakci kořenů na BMP a byl proveden širší průzkum kořenové architektury chřestu pokrývající různé typy půd, stáří porostů, různé odrůdy a systémy produkce napříč komunitou pěstitelů chřestu. Hladiny uhlohydrátů v kořenech byly stanoveny na různých místech a bylo provedeno posouzení „zranitelnosti poškození kořenů“ pro konkrétní zkoumané plodiny.
FV 450a: Vliv BMP na výnos
Ošetření kompostu PAS 100 (hrbovité a nehrbovité v kombinaci s mělkým narušením půdy) bylo spojeno s 20% zvýšením výnosů chřestových klasů ve srovnání s běžnou praxí a ošetřeními bez rýže. Ošetření žita bez rýhování bylo nadále spojeno s 23% snížením výnosu ve srovnání s ošetřením žita s rýhováním (obrázek 2).
Obrázek 2. Rozdíly ve výnosu Gijnlim v roce 2020 (kg ha-1) mezi ošetřeními v experimentu 1. Svislé pruhy označují intervaly spolehlivosti 0.95.
To poskytuje robustní důkaz, že tam, kde se žito pěstuje jako doprovodná plodina a nelze provést rýhování, lze na jaře příštího roku očekávat výrazné snížení výnosu. Pokud však lze provést rýhování, nepozoruje se žádná penalizace výnosu ve srovnání s běžnou praxí nebo nulovým zpracováním půdy. Na základě těchto zjištění nemusí být pěstitelé ochotni riskovat pěstování žita jako doprovodné plodiny v případě, že povětrnostní / půdní podmínky znamenají, že se nebudou moci dostat na půdu na hřeben.
Výsledky z roku 2020 následovaly po zjištěních z let 2018 a 2019, že hodnoty sacharidů v kořenovém skladu chřestu pro Guelph Millennium jsou významně vyšší než ekvivalenty pro Gijnlim, bez ohledu na léčbu. Navzdory některým jasným rozdílům ve výnosu nedošlo k žádnému vlivu ošetření na hodnoty kořenových sacharidů v roce 2019 ani 2020.
Výsledky také ukazují, že jak pro Gijnlim, tak pro Guelph Millennium, každoroční překopávání spojené s konvenční praxí vedlo k 20-24% snížení výnosu ve srovnání s ekvivalentním ošetřením bez orby. To může částečně potvrdit předchozí výzkum, který ukazuje, že každoroční překopávání způsobuje poškození kořenů a snížení výnosů.
FV 450a: Vliv na BMP na zhutnění půdy a infiltraci
Konvenční praxe byla spojena s významně vyššími hodnotami odporu penetrometru (PR) z hloubky 0.0-0.2 m ve srovnání s úpravami holé půdy. Naproti tomu významně nižší hodnoty PR napříč půdním profilem z ošetření bez orby indikovaly menší zhutnění půdy ve srovnání se všemi ostatními úpravami holé půdy.
Oříznutí doprovodu neovlivnilo významně PR ve srovnání s běžnou praxí. To bylo neočekávané, protože na základě předchozích publikovaných studií, doprovodné plodiny bioremediované půdní struktury.
V roce 2020 byla PR výrazně snížena v meziřádkových kolečkách na hloubku 0.25 m pro všechna ošetření mělkého narušení půdy. Kromě toho úprava slámového mulče a kompostu PAS 100 (aplikovaná ve spojení s mělkým narušením půdy) vedla k podstatně menšímu zhutnění než běžná praxe do hloubek větších než 0.5 m.
V roce 2020 byly míry infiltrace ve všech úpravách vystavených mělkému narušení půdy klasifikovány jako „velmi rychlé“ (> 500 mm h1) a byly výrazně vyšší než u běžné praxe („střední“, 23.2 mm h-1).
Výsledky naznačují, že kombinace aplikace mulče (buď kompostu PAS 100 nebo slámy) s meziřádkovým kolečkem a mělkým narušováním půdy výrazně snižuje zhutnění hluboko uložených ploch a zvyšuje infiltraci. To má důsledky pro odtok a kontrolu eroze, stejně jako pro doplnění půdní vlhkosti.
FV 450a: Vliv ošetření na kořenovou architekturu
Mezi nulovým zpracováním půdy a konvenčními postupy byly pozorovány signifikantní rozdíly v hustotě kořenové hmoty v celém profilu (RMD). To bylo způsobeno významnými rozdíly v RMD v hloubce 0.15 – 0.30 m, 0.3, 0.6 a 0.9 m od nulové linie koruny. Tyto rozdíly se pohybují mezi 48-98% zvýšením RMD spojeného s ošetřením bez orby ve srovnání s konvenční praxí. To naznačuje, že každoroční překryvování poškozuje úložné kořeny. V souvislosti s tímto ošetřením však nebylo dosud pozorováno žádné významné snížení výnosu nebo zvýšení výskytu onemocnění.
Guelph Millennium je ve srovnání s Gijnlim spojen s mělčí tendencí zakořenění. Pro ošetření bez orby, které v podstatě umožňuje nerušený růst kořene chřestu, je Guelph Millennium spojeno s 66–100 % vyšším RMD v hloubce 0.0 – 0.15 m v 0.3 a 0.6 m od nulové linie koruny ve srovnání s Gijnlim.
Napříč všemi úpravami může podloží (mělké narušení půdy) v meziřádkových kolečkách potenciálně poškodit až 5 % celkové kořenové biomasy v rámci řady konfigurací radliček používaných v provozní hloubce 300 mm. Roční rýhování má také potenciál poškodit až 5 % celkové kořenové biomasy.
FV 450a: Výsledky pěstitelského průzkumu
U polí odebraných z širší pěstitelské půdy se rozestupy řádků chřestu měnily v závislosti na středech kol. Nejvyšší hodnoty kořenové hmoty byly zjištěny na nulové linii koruny a do 0.3 m od hřebene a nejnižší hodnoty v kolotoči v „mrtvé zóně“ blízko povrchu půdy (0-0.3 m). Odrůda nebyla převažujícím faktorem v distribuci kořenové hmoty, zatímco stáří porostu mělo významný vliv. Opakované překopávání a podloží v kolečkách bránilo expanzi kořenového systému v zóně kolesů, což způsobilo značné „zkrácení“ potenciální dosažitelné kořenové biomasy. To má důsledky pro ukládání sacharidů. Kořenová hmota také negativně korelovala s PR půdy ve všech vzorkovaných lokalitách a polích. Výsledky nadále potvrzují doporučení, že aby se zabránilo poškození kořenů v zásobnících prostřednictvím přerýhování nebo podorničí, měli by pěstitelé před zahájením přerýžování a/nebo podoržování provést průzkumné průzkumy distribuce kořenového profilu.
Pokračování projektu FV 450b (od 1. července 2021)
(V závislosti na ministerském rozhodnutí Defra o budoucnosti zahradnictví AHDB)
Skupina projektového managementu (PMG), kterou tvoří John Chinn z Cobrey Farm, Phil Langley z Gs Sandfields Farm Ltd., Tim Casey z J & V Casey & Son Ltd. a nezávislá konzultantka Claire Donkin, jsou toho názoru, že tato práce by měla pokračovat na další 3 roky, protože je důležité sledovat úrodu, jak dozrává do své vrcholné fáze komerční produkce. Pokus nedosáhl této fáze zralosti plodin a ekonomické produkce, která se obvykle vyskytuje mezi 4.–7. rokem (obrázek 3). Toto je klíčová doba návratnosti pro pěstitele. V důsledku toho je třeba nadále sledovat dopad každoročního překopávání na životnost a ziskovost porostu a posuzovat ekonomické důsledky. Názor PMG podpořil technický výbor AGA Research & Development v září 2020.
Obrázek 3. Časová osa projektu FV450 / FV450a / FV450b ukazující aktivity k datu a období rozhodujícího období komerční zralosti.
Cílem je pokračovat v hodnocení dopadů BMP na výnos chřestu, životnost porostů, výskyt chorob a zdraví půdy. Práce bude zahrnovat kritické zhodnocení role aplikace kompostu PAS 100 při zvyšování výnosů; úplné posouzení půdních fyzikálních, chemických a biologických ukazatelů a distribuce zásobního kořenového profilu za účelem identifikace optimálních podmínek pro proliferaci zásobních kořenů. Budou kvantifikovány prahové hodnoty penetrační rezistence, které omezují prodlužování kořenů a nadále budou hodnoceny odrůdové rozdíly v architektuře kořenů a výnosech.
Projekt určí nákladově nejefektivnější BMP, pokud jde o řízení zlepšení výnosu chřestu a zdraví půdy během 6letého období komerčních sklizní, na základě analýzy nákladů a přínosů. To umožní pěstitelům chřestu činit informovaná rozhodnutí ohledně ekonomiky přijetí BMP v kontextu ekonomiky jejich vlastního zemědělského podnikání.
Záměrem je také prakticky převést vybrané BMP na jiné pěstitelské lokality prostřednictvím zřízení 3-5 replikovaných satelitních stanovišť. Projekt bude také zkoumat potenciální roli ovsa jako alternativní doprovodné plodiny místo žita, aby se zajistila ochrana před odtokem vody/eroze přes zimu.
Další informace
Zde si stáhněte zprávy o projektu
Seznamte se s týmem
Grace Choto
Manažer výměny znalostí – Polní zelenina (listové saláty, bylinky a speciální zelenina)Zobrazit celý životopis
Kim Parkerová
Vědec na ochranu plodin: nemociZobrazit celý životopis